板式精馏塔装配图
精馏塔的结构、工作原理及分类汇总(附图)
精馏塔的结构、工作原理及分类汇总(附图)精馏塔的功能和分类:基本功能:形成气液两相充分接触的相界面,使质、热的传递快速有效地进行,接触混合与传质后的气、液两相能及时分开,互不夹带。
精馏塔分类:精馏塔的种类很多,按接触方式可分为连续接触式(填料塔)和逐级接触式(板式塔)两大类,在吸收和蒸馏操作中应用极广。
板式塔:在圆柱形壳体内按一定间距水平设置若干层塔板,液体靠重力作用自上而下流经各层板后从塔底排出,各层塔板上保持有一定厚度的流动液层;气体则在压强差的推动下,自塔底向上依次穿过各塔板上的液层上升至塔顶排出。
气、液在塔内逐板接触进行质、热交换,故两相的组成沿塔高呈阶跃式变化。
2、板式塔板式塔通常是由一个圆柱型的壳体及沿塔高按一定的间距水平设置的若干层塔板(或塔盘)所组成。
在塔内沿塔高装有若干层塔板,液体靠重力的作用由顶部逐板流向塔底,并在各块板面上形成流动的液层;气体则靠压强差推动,有塔底向上依次穿过各塔板上的液层而流向塔顶。
气液两相在塔内进行逐级接触,两相组成沿塔高呈梯级式变化。
板式塔的塔板塔板是板式塔的主要构件,决定塔的性能。
在几种主要类型错流塔板中,应用最早的是泡罩板,目前使用最广泛的筛板塔和浮阀塔板。
同时,各种新型高效塔板不断问世。
按照结构分,板式塔塔板可以分为泡罩塔、筛板塔、浮阀塔和舌形塔等。
按照流体的路径分,可以分为单溢流型和双溢流型。
3.按照两相流动的方式不同,可以分为错流式和逆流式两种。
(1)溢流塔板溢流塔板(错流式塔板):塔板间有专供液体溢流的降液管(溢流管),横向流过塔板的流体与由下而上穿过塔板的气体呈错流或并流流动。
板上液体的流径与液层的高度可通过适当安排降液管的位置及堰的高度给予控制,从而可获得较高的板效率,但降液管将占去塔板的传质有效面积,影响塔的生产能力。
溢流式塔板应用很广,按塔板的具体结构形式可分为:泡罩塔板、筛孔塔板、浮阀塔板、网孔塔板、舌形塔板等。
(2)逆流塔板逆流塔板(穿流式塔板):塔板间没有降液管,气、液两相同时由塔板上的孔道或缝隙逆向穿流而过,板上液层高度靠气体速度维持。
2.精馏塔板型式和结构
一、塔板效率
2.单板效率EM
单板效率EM,它是以气相(或液相)经过实 际板的组成变化值与经过理论板的组成变化 值之比来表示。
(1) 以气相组成表示的单板效率
以气相组成表示的单板效率与理论板上下气 相组成有关,如图1所示。 y y n 1 (2) E MV n * yn y n 1 式中: EMV——以气相组成表示的单板效率; yn——离开第n板的气相组成,摩尔分率; yn*——与第n板的液相组成xn构成平衡的气 相组成,摩尔分率; yn+1——从下一板(n+1板)进入第n板的气 相组成,摩尔分率。
图2 一个精馏过程图解法求得理论板数结果
三、实际塔板数
例1 对于一个精馏过程,用图解法求 解理论板数的结果,如图2所示。 解: (2)实际板数 根据全塔效率ET=50%。 实际板数NP= NT/ET=6/0.5=12(不包 括再沸器); 精馏段实际板数=3/0.5=6; 提馏段实际板数=3/0.5=6(不包括再 沸器); 加料板在实际板中位置为从上往下数 第7块塔板(精馏段实际板数+1)。
一、塔板效率
对于一个实际操作的精馏塔,衡量精馏塔塔板分离效率 指标有两个,即全塔塔板效率(全塔效率)和单板效率。 1.全塔效率ET
在实际操作中,由于塔板上气液接触的时间及面积都很有限,因而任何形 式的塔板上气液两相都难以达到平衡状态,在实际分离过程中理论塔板是 不存在的,完成一定的分离任务所需的实际塔板数总是比理论塔板数多。 全塔塔板的分离效率,可以用全塔效率来表示。 全塔效率又称总板效率,是完成一定的分离任务所需的实际塔板数与相应 分离任务需要的理论塔板数之比,其值恒小于1。 全塔效率: (1 ) NT ET 100% 式中: N
xn 1
精馏塔-PPT
填料塔的附属结构填料支承板(Packing support plate )主要包括:填料支承装置;液体分布及再分布装置;气体进口分布装置;除沫装置等。
要求:(1)足够的机械强度以承受设计载荷量,支承板的设计载荷主要包括填料的重量和液体的重量。
(2)足够的自由面积以确保气、液两相顺利通过。
总开孔面积应不小于填料层的自由截面积。
一般开孔率在70%以上。
常用结构:栅板;升气管式;气体喷射式。
栅板(support grid):优点是结构简单,造价低;缺点是栅板间的开孔容易被散装填料挡住,使有效开孔面积减小。
升气管式:具有气、液两相分流而行和开孔面积大的特点。
气体由升气管侧面的狭缝进入填料层。
气体喷射式(multibeam packing support plate):具有气、液两相分流而行和开孔面积大的特点。
气体由波形的侧面开孔射入填料层。
床层限位圈和填料压板(Bed limiter and hold down plate)填料压紧和限位装置安装在填料层顶部,用于阻止填料的流化和松动,前者为直接压在填料之上的填料压圈或压板,后者为固定于塔壁的填料限位圈。
规整填料一般不会发生流化,但在大塔中,分块组装的填料会移动,因此也必需安装由平行扁钢构造的填料限制圈。
液体分布器(Liquid distributor)作用:将液体均匀分布于填料层顶部。
莲蓬头分布器:一种结构十分简单的液体喷洒器,其喷头的下部为半球形多孔板,喷头直径为塔径的1/3~1/5,一般用于直径在0.6m以下的塔中。
它的主要缺点是喷洒孔易堵塞,且气量较大时液沫夹带量大。
压力型多孔管式分布器:有环形和梯形两种。
优点:结构简单、造价低、易于支承。
自由面积较大,气体阻力小,适用于气体流量很大的场合。
其操作弹性在2~2.5:1之间。
缺点:也存在小孔易堵塞的问题,故被喷淋的液体不能有固体颗粒或悬浮物。
梯形二级槽式液体分布器优点:具有较多的喷淋点数,分布质量比较高,且操作弹性可高达4:1。
精馏塔的结构和工作原理ppt课件
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基本功能:形成气液两相充分接触的相界面,使质、 热的传递快速有效地进行,接触混合与传质后的气、 液两相能及时分开,互不夹带。
较小 对液量有一定要求 较难 金属及非金属材料均可 新型填料投资较大
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溢流
板式塔
无溢流
降液管
液
相
堰
液相
气相
气相
错流式:泡罩、浮阀、筛板 喷射式:舌型、浮舌、浮动喷射式
穿流塔板、逆流塔板
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溢流塔板 :塔板间有专供液体溢流的降液管 (溢流管), 横向流过塔板的流体与由下而上穿过塔板的气体呈错流 或并流流动。 板上液体的流径与液层的高度可通过适当安排降液管 的位置及堰的高度给予控制,从而可获得较高的板效率, 但降液管将占去塔板的传质有效面积,影响塔的生产能 力。
气体出 液体进
气体进 液体出
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在圆柱形壳体内装填一定 高度的填料,液体经塔顶 喷淋装置均匀分布于填料 层顶部上,依靠重力作用 沿填料表面自上而下流经 填料层后自塔底排出;气 体则在压强差推动下穿过 填料层的空隙,由塔的一 端流向另一端。气液在填 料表面接触进行质、热交 换,两相的组成沿塔高连 续变化。
精馏塔分类:精馏塔的种类很多,按接触方式可分为 连续接触式(填料塔)和逐级接触式(板式塔)两大 类,在吸收和蒸馏操作中应用极广 。
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在圆柱形壳体内按一定间 距水平设置若干层塔板, 液体靠重力作用自上而下 流经各层板后从塔底排出, 各层塔板上保持有一定厚 度的流动液层;气体则在 压强差的推动下,自塔底 向上依次穿过各塔板上的 液层上升至塔顶排出。气、 液在塔内逐板接触进行质、 热交换,故两相的组成沿 塔高呈阶跃式变化。
精馏塔的结构和工作原理ppt课件
气体出 液体进
气体进
填料层
液体出
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的,应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失,增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
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填料塔和板式塔的对比
压降 空塔气速 塔效率
持液量 液气比 安装检修 材质 造价
板式塔 较大 较大 较稳定,效率较高
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的,应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失,增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
板式塔塔板类型
泡罩塔板
液体横向通过塔板经溢流堰流入降液 管,气体沿升气管上升折流经泡罩齿 缝分散进入液层,形成两相混合的鼓 泡区。
较大 适应范围较大 较易 常用金属材料 大直径时较低
填料塔 小尺寸填料较大;大尺寸填料及规整填料较小 小尺寸填料较小;大尺寸填料及规整填料较大 传统填料低;新型乱堆及规整填料高
较小 对液量有一定要求 较难 金属及非金属材料均可 新型填料投资较大
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的,应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失,增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
溢流
板式塔塔板类型
板式塔
无溢流
降液管
液
相
堰
液相
气相
• 错流式:泡罩、浮阀、筛板 • 喷射式:舌型、浮舌、浮动喷射式
气相
• 穿流塔板、逆流塔板
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的,应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失,增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
板式塔部件图
AIII操作平台位置线A-A 不按比例B-B C-C I II 项目签字日期设计校核审核审定2002过控专业申晓丽丙烯精馏塔吊柱部件图比例沈 阳 化 工 学 院设计项目设计阶段第七张共七张件号名 称材 料重量比例所在图号装配图号吊 柱组合件件号名 称材料单总重量(kg)备注垫 板槽 钢套 筒防 雨 罩套 筒导 向 板固 定 销手 柄吊 柱 管 螺 母 M20垫 片挡 板吊 钩不按比例不按比例不按比例不按比例BS-T07垫 板54-154-254-354-454-554-654-754-854-954-1054-1154-1254-1354-145858-158-258-358-458-558-658-758-858-958-1058-1158-1258-1358-14Q235-A.F111111121141111:10BS-T07BS-T011:10BB A球状支撑祥图不按比例X45°Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F BS-T07BS-T07BS-T07BS-T07BS-T07BS-T07BS-T07BS-T07BS-T07BS-T07BS-T07BS-T07BS-T07BS-T07数量CC不按比例项目签字日期设计校核审核审定2002过控专业申晓丽丙烯精馏塔塔板零件图比例沈 阳 化 工 学 院设计项目设计阶段第五张共七张件号名 称材 料重量比例所在图号装配图号中间降液板件号名 称材 料重量比例所在图号装配图号受液盘件号名 称材 料重量比例所在图号装配图号中间受液槽件号名 称材 料重量比例所在图号装配图号侧降液板BS-T051:10Q235-A.F 23-1476.8BS-T05BS-T03Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F BS-T05BS-T05BS-T05BS-T02BS-T0222-1122-12BS-T0323-111:628.71:1056.5按筒直径放样1:772.525其余25其余25其余25其余项目签字日期设计校核审核审定2002过控专业申晓丽丙烯精馏塔塔板零件图比例沈 阳 化 工 学 院设计项目设计阶段第六张共七张件号名 称材 料重量比例所在图号装配图号筋 板件号名 称材 料重量比例所在图号装配图号连 接 板件号名 称材 料重量比例所在图号装配图号支 承 座件号名 称材 料重量比例所在图号装配图号支 持 圈 A 件号名 称材 料重量比例所在图号装配图号支 持 圈 B 件号名 称材 料重量比例所在图号装配图号龙 门 铁件号名 称材 料重量比例所在图号装配图号卡 板件号名 称材 料重量比例所在图号装配图号楔 子BS-T0623-9Q235-A.F 1:2BS-T06BS-T021.523-121:41:51:6BS-T06BS-T06BS-T06BS-T02Q235-A.F 6.14此面与塔壁焊接弯曲部分分左右22-9BS-T03Q235-A.F 5.123-10Q235-A.F BS-T024.01:1022-14BS-T06BS-T03Q235-A.F 9.723-523-723-6Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F 2:12:12:1BS-T06BS-T06BS-T06BS-T02BS-T02BS-T0225其余25其余25其余25其余25其余25其余25其余20X45°0.040.070.06点焊项目签字日期设计校核审核审定2002过控专业申晓丽丙烯精馏塔零部件图比例沈 阳 化 工 学 院设计项目设计阶段第二张共七张件号名 称材 料重量比例所在图号装配图号件号名 称材料单总重量(kg)备注半弓形板矩 形 板通 道 板 浮 阀龙 门 铁楔 子卡 板筋 板筋 板支持圈A 受 液 盘连 接 板中间降液板中间支持板筋 板1:1不按比例BS-T0223中间降液塔盘23-123-223-323-423-523-623-723-823-923-1023-1123-1223-1323-1423-1523-123-223-323-423-523-623-723-823-923-1023-1123-1223-1323-1423-15442332841001622424223Q235-A.F技术要求1.本塔盘按JB1205-80《塔盘技术条件》制造、验收;2.焊接采用电弧焊,焊条型号E5015;3.焊接接头型式及尺寸除图中注明外,均按GB205484-98中规定,角焊逢腰按较薄板厚度;4.塔盘的支撑验收后塔板的支撑面应保持同一水平面允许偏差4mm.1:11:11:11:1组合件3391:10BS-T02BS-T011:10Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F BS-T04BS-T04BS-T04BS-T02BS-T06BS-T06BS-T06BS-T06BS-T06BS-T05BS-T06BS-T05BS-T04有左右之分有左右之分不按比例项目签字日期设计校核审核审定2002过控专业申晓丽丙烯精馏塔塔板零件图比例沈 阳 化 工 学 院设计项目设计阶段第五张共七张件号名 称材 料重量比例所在图号装配图号中间降液板件号名 称材 料重量比例所在图号装配图号受液盘件号名 称材 料重量比例所在图号装配图号中间受液槽件号名 称材 料重量比例所在图号装配图号侧降液板BS-T051:10Q235-A.F 23-1476.8BS-T05BS-T03Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F BS-T05BS-T05BS-T05BS-T02BS-T0222-1122-12BS-T0323-111:628.71:1056.5按筒直径放样1:772.525其余25其余25其余25其余。
1.6板式精馏塔高度及其辅助设备
1.6 板式精馏塔高度及其辅助设备塔设备的总体结构如图1-24所示,包括塔体、塔体支座、除沫器、接管、手孔、人孔、塔内件等。
塔体是塔设备的外壳。
常见塔体由等直径,等壁厚的圆筒及椭圆形封头的顶盖和底盖构成。
随着化工装置的大型化,为了节约原材料,有用不同直径、不同壁厚的塔体。
塔体的厚度除应满足工艺条件下的强度外,还应校核风力、地震、偏心载荷所引起的强度和刚度,同时要考虑水压实验、吊装、运输、开停工的情况。
塔体支座是塔体安放到基础上的连接部分,一般采用裙座,其高度由工艺条件的附属设备(如再沸器、泵)及管道布置决定。
它承受各种情况下的全塔重量,以及风力、地震等载荷,为此,它应具有足够的强度和刚度。
除沫器用于捕集在气流中的液滴。
使用高效的除沫器,对于提高分离效率,改善塔后设备的操作状况,回收昂贵的物料以及减少对环境的污染都是非常重要的。
常用的有丝网除沫器和折板除沫器。
接管是用以连接工艺管路,使之与相关设备连成系统。
有进液管、出液管、回流管、进气管、出气管、侧线抽出管、取样管、液面计接管及仪表接管等。
手孔、人孔和视孔是为了安装、检查的需要而设置的。
吊柱设置在塔顶,用于安装和检修时运送塔内件。
1.6.1 塔高塔高由下式计算B D P P F F T P F H H H N H N H N N N H ++++---=)1( (1-53)式中 H ——塔高(不包括封头、裙座)m ;N ——实际塔板数;N F ——进料板数;N P ——人孔数;H T ——塔板间距,m ;H F ——进料板处板间距,m ;H P ——设人孔处板间距,m ;H D ——塔顶空间(不包括头盖部分),m ;H B ——塔底空间(不包括底盖部分),m 。
塔顶空间H D 的作用是安装塔板和除沫装置的需要,起减少雾沫夹带量的作用,一般H D =1.0~2.0m ,塔径大时可适当增大。
人孔数N P 是根据物料的清洁程度塔板安装的方便而定;对于易结焦、结垢的物料,每隔4—6块板开一人孔;对于清洁物料,每隔8—10块板开一人孔;若塔板上下都可拆,可隔15块板开一人孔。
化工原理课程设计精馏板式塔的设计ppt课件
有关计算中的空塔气速值。
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22
4.3 其它塔体的主要尺寸
4.3.1塔顶高度HD
塔顶空间高度作用是安装塔板和人孔的需要,也使气体中的液滴自由沉降,塔顶空间 高度一般取1.0~1.5m。
4.3.3进料段高度 HF
进料如果是液相,则HF应稍大于一般的板间距,并满足安装人孔的 需要。如果是两相进料,则HF需要取得大一些,以利于进料两相分 离。一般可取: HF=(1.0~1.2)m。
• 为使塔的操作稳定,免受季节气温影响,精、提馏段采 用相同塔径以便于制造,则采用饱和液体(泡点)进料, 但需增设原料预热器。
• 若工艺要求减少塔釜加热量避免釜温过高,宜采用气态
进料。
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2.3加热方式
• 蒸馏大多采用间接蒸汽加热,设置再沸器,以提 供足够的热量;
• 若待分离的物系为某种轻组分和水的混合物,也 可采用直接蒸汽加热。
堵塞,不适宜处理粘性大、脏的和带固体粒子的料液。
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5.2 塔板有关参数的计算 5.2.1板上液流型式的确定
常用的塔板流动型式有下面几种:
(1)单流型:这是最普遍和最常用的,液体的流径较长,板面利用好; 塔板结构简单,直径小于2.2m以下的塔普遍采用此型;
(2)双流型:用于大塔径及液相负荷较大的场合; (3)回流型:又称U型流型,用于液气比较小的场合; (4)其他流型:当塔径及液流量都特大式,双流型无法满足,可以用四
浮阀塔是现今应用最广的一种板型,其主要优点是生产能力大,操作弹性较 大,分离效果较高,塔板结构较泡罩塔简单。制造费是泡罩塔板的60~80%, 是筛板塔的120~130%。目前国内多用F1型(重阀)浮阀塔。
精馏塔(板式)设计 (1)PPT课件
(一)全塔物料衡算 1、原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数
求出 xf、 : xD、 xW
2、原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量
化工原理课程设计
3、物料衡算
FDW FfxDDxWWx
塔顶产品易挥发组分回收率η为: η= DxD/FxF 式中:F、D、W分别为进料、塔顶产品、塔底馏出液
的摩尔流量(kmol/h), xF、xD、xW分别为进料、塔顶产 品、塔底馏出液组成的摩尔分率
蒸馏装置包括:精馏塔、原料预热器、再沸器、冷凝 器、塔釜冷却器和产品冷却器等设备,操作方式
(1)操作压力的选择 (2)进料状态的选择 (3)加料方式的选择(预加热) (4)回流比的选择 (5)加热器的选择
化工原理课程设计
(6)冷凝器的选择 塔顶产品(全凝器)和塔釜产品(冷却器)
(7)加料方式的选择 高位槽或泵
1、操作压力 塔顶操作压力=大气压+表压 每层塔板压力=0.4~0.7KPa(取最大值) 求出进料板、塔底压降、精馏段、提馏段平均压降。
化工原理课程设计
2、操作温度 依据操作压力,由泡点方程通过试差法计算出泡点温度, 苯、甲苯的饱和蒸气压由Antonie方程计算。 依次求出塔顶温度、进料板温度、塔底温度及精馏段、 提馏段平均温度 3、平均摩尔质量 塔顶气、液混合物平均摩尔质量 进料板气、液混合物平均摩尔质量
R1.5Rmin
①求精馏塔的汽、液相负荷
L Lq FR D qF
V V ( q 1 ) F ( R 1 ) D ( q 1 ) F
化工原理课程设计
②求精馏段、提馏段的操作线方程
y R x xD R1 R1
③作图求出理论板数
y LqFx WWx LqF W LqF W
化工原理课程设计-板式精馏塔设计60页PPT
化工原理课程设计-板式精馏塔设计
21、没有人陪你走一辈子,所以你要 适应孤 独,没 有人会 帮你一 辈子, 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候,留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运,首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首,因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿. 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ,它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ,以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
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